Optiski izolēta viena stieples komunikācija: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Labdien, akvārija projektam man bija nepieciešams garš elektriskais vads, kas varētu:

• barot ierīci
• atļaut saziņu

Citi

• Strāva un spriegums ir zems
• Vads ir +/- 3 m garš
• Lēna datu pārsūtīšana
• Divvirzienu komunikācija, pusdupleksā
• Ierobežota vieta ierīcē
• Galvaniskā izolācija

Saziņa notiek starp divām ierīcēm. Ierīce var būt Arduino, Raspberry PI vai cita ierīce, izmantojot digitālās tapas.

1. darbība:

Daži sensori, piemēram, DS18B20, barošanai un saziņai ar citu ierīci izmanto 3 vadus. Šajā projektā vadiem ir šādas funkcijas:

• +5V
• Zeme
• Dati (0 / +5V)

Pēc nelielas meklēšanas tīklā es nevarēju atrast kaut ko vienkāršu, ko varētu viegli īstenot. Lielākā daļa iestatījumu ir balstīti uz noteiktām mikroshēmām un protokoliem ar daudzām iespējām, kas man nebija vajadzīgas. Lai gan es atradu dažus jaukus piemērus, kurus varētu pielāgot manām vajadzībām, piemēram:

• NXP, AN2342, https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN23…. 5. attēls
• EmSa, https://www.esacademy.com, Vai es varu galvaniski atvienot savu I2C autobusu?
• Iegults, https://www.embedded.com/print/4025023, 1. attēls

Lai būtu elastīgs, es nolēmu izveidot ķēdi, izmantot standarta / parastās daļas, ieprogrammēt vienkāršu protokolu. Piezīme: Tā kā šis projekts tiek izmantots citā projektā, es paskaidrošu ķēdes uzbūvi un testa programmas programmēšanu. Jūtieties brīvi to izmantot savam projektam, jums ir jāizveido savām vajadzībām piemērots protokols.

2. darbība. Daļu saraksts

• Barošanas avots +5V
• Elastīgs mājsaimniecības elektrības vads ar 3 vadītājiem
• Ledusskapis 5x7cm
• 2x rezistors 470Ω
• 1x rezistors 680Ω
• 2x rezistors 1kΩ
• 2x diode (piemēram, 1N4148)
• 2x optiskais savienotājs EL817
• Vadīja
• Piespraudes galvenes sieviete 2 tapas
• Piespraudes galvenes sieviete 3 tapas
• Piespraudes galvenes sieviete 4 pin
• Apaļš galvenes mātīte 6 tapas
• Apaļās galvenes sieviete 4 tapas

Ir nepieciešami arī daži instrumenti: pincetes, griezēji, skrūvspīles, lodāmurs, dakts, statīvs.

Kā lodēt:

Jāapzinās drošības riski un jāizmanto individuālie aizsardzības līdzekļi.

3. darbība. Shēma

Shēmas skaidrojums:

Ierobežotās vietas dēļ shēmas labā puse ir ievietota mašīnā ar ierīci 2. Shēmas kreisā puse ir lielapjoma, un to vada 1. ierīce. Starp kreiso un labo pusi ir datu vadītājs.

• Ciparu “OUT” labajā pusē aizsargā diode.
• Optronu “OUT” aizsargā diode.
• Lai ierobežotu strāvu, rezistors atrodas optronu “IN” un “OUT” 1. tapas priekšā
• Optoelementu 2. tapa ir savienota ar zemi
• 3. tapas emitētājs ir iezemēts ar rezistoru
• Tapas 4 savācējs tiek piegādāts ar strāvu

Lai vizualizētu datu pārsūtīšanu, datu līnijai ir pievienots LED. Rezistora vērtība ir atkarīga no gaismas diodes un vēlamā spilgtuma. Brīdinājums: ja rezistora vērtība ir pārāk zema, pārāk daudz strāvas izdeg no ierīces 2, vai arī optiskais savienotājs “IN” netiks darbināts pareizi.

Skatīt tabulu:

• Ja “OUT1” vai “OUT2” ir “HIGH”, datu līnija būs +5V.
• Ja “OUT1” vai “OUT2” ir “LOW”, datu līnija būs 0V.
• Pie tapas “IN1” vai IN2”var nolasīt datu rindas vērtību.

Fritzēšanas procesā tiek noteikts detaļu izkārtojums. Diodes un rezistori ir novietoti vertikāli, skatiet dzeltenās, oranžās un sarkanās līnijas. Zilās līnijas ir vadītāji zem perforatora.

4. solis: programmēšana

Lai pārbaudītu, vai ķēde darbojas, varat izmantot pievienotās programmas.

Ierīce 1 ir galvenā, un tai jābūt ieslēgtai pēdējai. Tas nosūtīs noteiktu bitu secību. Sākumā 8 startbiti, 1 stopbits un pēc tam secība “ieslēgta” un “izslēgta”.

Ierīce 2 ir vergs, un tai vispirms ir jāieslēdz barošana. Programma sāks lasīt datu līniju. Kad tiek nolasīti 8 startbiti. Programma sāks ierakstīt bitus. Kad ir ierakstīti 8 biti, programma atgriezīs bitus.

Datu maiņas laikā “ieslēgtos” un “izslēgtos” bitus var kontrolēt ar mirgojošu gaismas diodi un ierīču gaismas diodēm (pin13).

Kad lodēšana ir kārtībā un programmas ir ielādētas, videoklipā redzēsiet līdzīgu gaismas diode mirgošanu.

(Lai izvairītos no ķēdes īssavienojuma, tukšos metāla vadītājus var pārklāt ar epoksīdu)